CN110217096A - 液压轮毂马达驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压轮毂马达驱动系统，包括轮毂以及与轮毂传动连接设置并驱动轮毂转动的液压马达机构；所述液压马达机构包括沿轮毂轴线方向设置的定子、转子、设置于定子与转子之间用于驱动转子转动的驱动叶片以及设置于转子上用于驱动轮毂减速的减速器组件；本技术方案中的液压轮毂马达加入新型活齿减速机构，将高速运转的马达通过行星齿轮减速，以达到降速增大传递扭矩的目的，使轮毂的扭矩增大，同时空间小，结构紧凑，传递扭矩大，可靠性高，适用于低速频繁启动大扭矩工况。

Description

液压轮毂马达驱动系统
技术领域
本发明涉及压滤机领域，具体涉及一种液压轮毂马达驱动系统。
背景技术
全球能源危机的加剧和环保问题日益严峻，发展以清洁的、具有多元化结构的、可再生的能源为动力的新能源汽车将成为汽车产业发展的主要方向。就目前的技术水平，混合动力是提高车辆燃油经济性的最佳选择。
液压传动在工业领域得到了广泛应用，与电混合动力比较，其技术和元件制造水平较成熟，同时具有高功率密度的优点，能处理高频率变化的能量转换情况，在负载变化频繁的复杂运行工况更能发挥其优势。液压混合动力技术是改善工程机械拖拉机及运行在起停频繁工况的车辆和机械的燃油经济性的最佳选择。研究证明，液压混合动力传动实现再生制动到再生制动能量用于驱动车辆的效率以达到61％,而电混合动力传动只能达到17.5％。液压混合动力技术利用液压系统功率密度大、响应特性好的特点。
然而现有的液压马达轮毂通常存在结构复杂的缺点，零件过多，因此其成本较高，同时可靠性能较差，另外轮毂附近的空间未得到完全释放。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种液压轮毂马达驱动系统，该系统结构紧凑，可靠性高，布置空间较小，轻量化，传递扭矩大，可适用于小型新能源汽车、中重负载、频繁起停、大功率高频能量交换的工况的工程机械、特种车辆、城市公交车辆等。
一种液压轮毂马达驱动系统，包括轮毂以及与轮毂传动连接设置并驱动轮毂转动的液压马达机构；所述液压马达机构包括沿轮毂轴线方向设置的定子、转子、设置于定子与转子之间用于驱动转子转动的驱动叶片以及设置于转子上用于驱动轮毂减速的减速器组件。
进一步，所述减速器组件包括与转子同轴设置的活齿架、安装于活齿架上的多个活齿以及与活齿传动配合使用的活齿中心轮；所述活齿架端部与定子固定连接，活齿架设置于活齿中心轮与转子之间。
进一步，所述转子整体结构为中空的椭圆柱结构；所述活齿中心轮与轮毂同轴设置并与轮毂一体成型，所述活齿中心轮的内壁上连续设置有多个凹槽与凸起，凹槽与凸起间隔排布并形成环状。
进一步，所述活齿为圆柱状结构且活齿沿转子周向方向均匀布置在活齿架上，所述圆柱状的转子与活齿之间相切设置。
进一步，所述定子与转子内圆柱面之间形成压油腔和回油腔；所述定子内设有连通压油腔的压油道以及连通回油腔的回油道。
进一步，所述转子内壁上沿转子周向方向设置有多个用于安装驱动叶片的安装槽，所述安装槽内设置有用于将转动叶片与定子之间保持顶紧的弹簧。
进一步，还包括箱体，所述箱体与轮毂之间、轮毂与转子之间以及转子与定子之间均设置有双列圆锥滚子轴承。
进一步，所述轮毂上设置轮毂前端盖和轮毂后端盖，所述转子与轮毂之间设置有转子前端盖和转子后端盖。
本发明的有益效果是：本发明提供一种液压轮毂马达驱动系统，针对汽车低速行驶大扭矩工况，加入新型活齿减速机构，将高速运转的马达通过行星齿轮减速，以达到降速增大传递扭矩的目的，使轮毂的扭矩增大，而且传动比大，本例子采用传动比为14设计，即可传递14倍的扭矩。
2.结构新颖，加入的活齿传动机构，省去了行星齿轮传动所需的特定输出机构，行星轮的中心轮与轮毂一体成型，作为输出机构，结构紧凑。
3.将凸轮转子叶片马达的转子作为活齿减速机构的输入机构，减少零件数目，而且转子是一个椭圆凸轮激波发生器(即转子)，在转子高速旋转时，可以平衡自身产生的离心力，减小机构振动、噪声等，使用寿命长。
4.针对频繁起停工况，与轮毂一体成型的中心轮轮廓线具有连续可导性，理论上传递运动时无啮合冲击，使轮毂运动平稳，传动的精度高。
5.一般的活齿减速机构采用活齿架输出，中心轮固定，这就需要在轴向增加输出传递机构，本发明采用活齿架固定，用中心轮输出，减小轴向的布局，减小轮毂马达的轴向尺寸。
6.活齿为简单的圆柱，行星架为与活齿相切配合的条形机构，易于制造、安装维护等。
7.转子和活齿啮合的曲线轮廓按照啮合原理求得，可以保持凸轮激波发生器与多齿啮合，承载能力提高。
8.融合驱动与传动一体的新型轮毂液压马达系统,可以为车辆提供很大的扭矩，仿真实验结果显示，20MPa的液压油可以提供9900N·m的扭矩，因此，可以为全地形越野车辆提供强大的爬坡，加速能力，可运用到小中型汽车上；通过控制液压油的流量及油压，可以实现车辆的无级变速，将车辆的驱动及变速系统整合为一个系统，进而实现车辆的轻量化，并提高了车辆的可靠性；另一方面，本系统优化传动与驱动系统布局，将传动与驱动集成至轮毂上，通过液压控制方式即可实现驱动与传动，提高了车轮布局的灵活性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明A-A剖视图；
图2为本发明B-B剖视图；
图3为本发明液压轮毂马达正视图；
图4为本发明液压轮毂马达侧视图。
附图标记
箱体1；箱体后盖2；轮毂后端盖3；转子后端盖4；定子5；第一双列圆锥滚子轴承组6；第二双列圆锥滚子轴承7；第三双列圆锥滚子轴承8；轮毂9；轮毂前端盖10；转子前端盖11；活齿架12；油道13；转子14；驱动叶片15；活齿16；活齿中心轮17。
具体实施方式
图1为本发明A-A剖视图，图2为本发明B-B剖视图，图3为本发明液压轮毂马达正视图，图4为本发明液压轮毂马达侧视图，如图所示，一种液压轮毂马达驱动系统，包括轮毂9以及与轮毂传动连接设置并驱动轮毂9转动的液压马达机构；所述液压马达机构包括沿轮毂9轴线方向设置的定子5、转子14、设置于定子5与转子14之间用于驱动转子14转动的驱动叶片15以及设置于转子14上用于驱动轮毂9减速的减速器组件；本技术方案中，针对汽车低速行驶大扭矩工况下，加入新型活齿减速机构，将高速运转的马达通过行星齿轮减速，以达到降速增大传递扭矩的目的，使轮毂的扭矩增大，而且传动比大，本例子中优选的采用传动比为14设计，即可传递14倍的扭矩。结构新颖，加入的活齿传动机构，省去了传统行星齿轮传动所需的特定输出机构，行星轮的中心轮(即活齿中心轮17)与轮毂一体成型，作为输出机构，结构紧凑。将驱动叶片作为活齿减速机构的输入机构，减少零件数目，而且转子5是一个椭圆凸轮激波发生器(即转子)，在转子5高速旋转时，可以平衡自身产生的离心力，减小机构振动、噪声等，使用寿命长。针对频繁起停工况，与轮毂9一体成型的中心轮轮廓线具有连续可导性，理论上传递运动时无啮合冲击，使轮毂运动平稳，传动的精度高。一般的活齿减速机构采用活齿架输出，中心轮固定，这就需要在轴向增加输出传递机构，本发明采用活齿架固定，用中心轮输出，减小轴向的布局，减小轮毂马达的轴向尺寸。活齿16为简单的圆柱结构，行星架为与活齿相切配合的条形机构，易于制造、安装维护等。转子14和活齿16啮合的曲线轮廓按照啮合原理求得，可以保持凸轮激波发生器与多齿啮合，承载能力提高。
本实施例中，所述减速器组件包括与转子16同轴设置的活齿架12、安装于活齿架12上的多个活齿16以及与活齿16传动配合使用的活齿中心轮17；所述活齿架12端部与定子5固定连接，活齿架12设置于活齿中心轮17与转子14之间；活齿传动机构周向安装n个活齿，可以达到传动比为n/2-1，其中本例n＝30，传动比为14，传递扭矩增大14倍，可改变活齿数量得到所需传动比，活齿架12与定子固定安装，活齿中心轮17作为输出轮与轮毂固定连接设置，使得结构更加紧凑。
本实施例中，所述转子5整体结构为中空的椭圆柱结构；所述活齿中心轮17与轮毂9同轴设置并与轮毂9一体成型，所述活齿中心轮17的内壁上连续设置有多个凹槽与凸起，凹槽与凸起间隔排布并形成环状。所述活齿16为圆柱状结构且活齿16沿转子5周向方向均匀布置在活齿架12上，所述圆柱状的转子5与活齿16之间相切设置；本技术方案中，活齿16与活齿架12保持相切配合，活齿16与凸轮激波发生器(即转子14)保持相切配合(即部件的表面刚好接触)，转子5端面的截面为椭圆形，椭圆结构的长轴部分处接触的活齿16设置于活齿中心轮17内壁的凹槽内，本技术方案中的活齿减速器，结构比其他减速器都要简单，紧凑；由于是多齿啮合，因此运转平稳，噪声小，承载能力高，同时加工简单方便，成本低。
本实施例中，所述定子5与转子14内圆柱面之间形成压油腔和回油腔；所述定子内设有连通压油腔的压油道以及连通回油腔的回油道，当高压油从压油道进入马达压油腔时，推动叶片转动，同时油液从回油道流出，从而驱动叶片15带动凸轮激波发生器(转子14)转动，转子14通过活齿减速机构传递到轮毂9，实现轮毂9的连续转动，油道位于定子轴中，减小安装空间。
本实施例中，所述转子内壁上沿转子周向方向设置有多个用于安装驱动叶片的安装槽，所述安装槽内设置有用于将转动叶片与定子之间保持顶紧的弹簧，弹簧的设置确保驱动叶片15一直与定子5之间保持顶紧。
本实施例中，还包括箱体1，所述箱体1与轮毂9之间、轮毂9与转子14之间以及转子14与定子5之间均设置有双列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承包括多组圆锥滚子轴承，可以平衡轴向力，提高可靠性。
本实施例中，所述轮毂9上设置有轮毂前端盖10和轮毂后端盖3，所述转子14与轮毂9之间设置有转子前端盖11和转子后端盖4，多个端盖的设置确保结构的稳定性以及密封性能。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：包括轮毂以及与轮毂传动连接设置并驱动轮毂转动的液压马达机构；所述液压马达机构包括沿轮毂轴线方向设置的定子、转子、设置于定子与转子之间用于驱动转子转动的驱动叶片以及设置于转子上用于驱动轮毂减速的减速器组件。
2.根据权利要求1所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：所述减速器组件包括与转子同轴设置的活齿架、安装于活齿架上的多个活齿以及与活齿传动配合使用的活齿中心轮；所述活齿架端部与定子固定连接，活齿架设置于活齿中心轮与转子之间。
3.根据权利要求2所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：所述转子整体结构为中空的椭圆柱结构；所述活齿中心轮与轮毂同轴设置并与轮毂一体成型，所述活齿中心轮的内壁上连续设置有多个凹槽与凸起，凹槽与凸起间隔排布并形成环状。
4.根据权利要求3所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：所述活齿为圆柱状结构且活齿沿转子周向方向均匀布置在活齿架上，所述圆柱状的转子与活齿之间相切设置。
5.根据权利要求1所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：所述定子与转子内圆柱面之间形成压油腔和回油腔；所述定子内设有连通压油腔的压油道以及连通回油腔的回油道。
6.根据权利要求5所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：所述转子内壁上沿转子周向方向设置有多个用于安装驱动叶片的安装槽，所述安装槽内设置有用于将转动叶片与定子之间保持顶紧的弹簧。
7.根据权利要求6所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：还包括箱体，所述箱体与轮毂之间、轮毂与转子之间以及转子与定子之间均设置有双列圆锥滚子轴承。
8.根据权利要求7所述的液压轮毂马达驱动系统，其特征在于：所述轮毂上设置有轮毂前端盖和轮毂后端盖，所述转子与轮毂之间设置有转子前端盖和转子后端盖。
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